A+醫(yī)學(xué)百科 >> 鈣離子通道

鈣離子通道的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，稱為載體。鈣離子與載體結(jié)合被轉(zhuǎn)運。這種蛋白質(zhì)與鈣離子的結(jié)合類似酶與底物的結(jié)合。解釋酶與底物專一結(jié)合的學(xué)說：　　

一、鎖鑰學(xué)說：

解釋酶專一性的理論，已經(jīng)過時，但是解釋得很形象。

1.酶的活性中心：酶與底物直接接觸和作用的部位。一般而言，底物比酶要小得多。

2. 鎖鑰學(xué)說：酶的活性中心的構(gòu)象與底物的結(jié)構(gòu)（外形）正好互補，就像鎖和鑰匙一樣是剛性匹配的，這里把酶的活性中心比作鑰匙，底物比作鎖。

在此理論的基礎(chǔ)上還衍生出一個三點附著學(xué)說，專門解釋酶的立體專一性。　　

二、誘導(dǎo)鍥合理論：

這是為了修正鎖鑰學(xué)說的不足而提出的一種理論。它認為，酶的活性中心與底物的結(jié)構(gòu)不是剛性互補而是柔性互補。當(dāng)酶與底物靠近時，底物能夠誘導(dǎo)酶的構(gòu)象發(fā)生變化，使其活性中心變得與底物的結(jié)構(gòu)互補。就好像手與手套的關(guān)系一樣。該理論已得到實驗上的證實，電鏡照片證實酶“就像是長了眼睛一樣”。

鈣離子通道是一種跨越細胞膜的結(jié)構(gòu)，它嚴(yán)格控制著鈣離子進入細胞的過程。由于鈣離子信號與很多重要生理功能相關(guān)，例如心臟收縮、基因轉(zhuǎn)錄等，因此調(diào)節(jié)鈣離子進入細胞的精確反饋機制就至關(guān)重要。為了實現(xiàn)這一功能，每個鈣離子通道都與一個鈣調(diào)蛋白分子（calmodulin CaM）結(jié)合，從而通過鈣離子與其羧基端小葉（C-lobe）和氨基端小葉（N-lobe）的結(jié)合實現(xiàn)對通道活性的調(diào)節(jié)。

鈣調(diào)蛋白與鈣離子形成的復(fù)合物是構(gòu)成鈣離子感受器的重要原型，鈣離子感受器與鈣離子源密切相關(guān)。CaM的羧基端小葉能感應(yīng)局域的鈣離子大幅振蕩，這是由于主通道的鈣離子流引起的。而氨基端小葉則感應(yīng)全局的較遠距離源引起的鈣離子小型改變。然而，盡管以上現(xiàn)象在生物學(xué)上非常重要，但其內(nèi)部機制尚不清楚。

在2008年6月27日出版的《細胞》（Cell）上，來自美國的一組科學(xué)家發(fā)表文章稱，他們提出了一種全新理論來說明全局選擇性是如何出現(xiàn)的，并且從實驗上證實了這一理論的正確性。在研究中，科學(xué)家利用一種新方法實現(xiàn)了對于鈣離子振蕩的毫秒級別控制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，全局選擇性產(chǎn)生于CaM結(jié)合于通道之后的快速鈣離子釋放。

盡管CaM的C-lobe和N-lobe感受著完全相同的鈣離子信號，它們卻選擇性的與產(chǎn)生于不同空間區(qū)域的鈣離子信號發(fā)生反應(yīng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，CaM的C-lobe利用一種“慢CaM”（slow CaM）機制來選擇產(chǎn)生于自身通道的鈣離子信號，這類似于放大鏡，而N-lobe則利用一種“SQS”機制來選擇來自較遠距離通道的信號，這類似于雙筒望遠鏡。特別值得注意的是，SQS機制產(chǎn)生的空間選擇性能得到調(diào)整，這或許能產(chǎn)生非常重要的生理學(xué)結(jié)果。

新發(fā)現(xiàn)對于更好了解鈣離子信號在整個生物學(xué)領(lǐng)域的作用非常有意義

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